[go: up one dir, main page]

SU964917A2 - Dc vl-to-three phase ac voltage converter - Google Patents

Dc vl-to-three phase ac voltage converter Download PDF

Info

Publication number
SU964917A2
SU964917A2 SU813248281A SU3248281A SU964917A2 SU 964917 A2 SU964917 A2 SU 964917A2 SU 813248281 A SU813248281 A SU 813248281A SU 3248281 A SU3248281 A SU 3248281A SU 964917 A2 SU964917 A2 SU 964917A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage
phase
converter
output
windings
Prior art date
Application number
SU813248281A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Азаров
Владимир Иванович Иванчура
Алексей Владимирович Чубарь
Original Assignee
Красноярский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Красноярский Политехнический Институт filed Critical Красноярский Политехнический Институт
Priority to SU813248281A priority Critical patent/SU964917A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU964917A2 publication Critical patent/SU964917A2/en

Links

Landscapes

  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЙЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ ПЕРЕМЕННОЕ(54) CONVERTER CONVERTER CONDITION TO THREE-PHASE VARIABLE

1one

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах электропитани  и электропри вода дл  преобразовани  посто нного напр жени  в трехфазное пе|эеменное напр жение ступенчатой квазисинусоидальной формы.The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply and electric power systems for converting a constant voltage to a three-phase alternating voltage of a stepwise quasi-sinusoidal form.

По основному авт. св. № 868953 известен преобразователь посто нного напр жени  в трехфазное переменное, содержащий однофазный инвертор, трансформатор , первична  обмотка которого соединена с выходом инвертора, а вторичные через ключи переменного.тока с выходными выводами преобразовател , в каждой фазе включены две встречнопараллельно св занные между собой вторичные обмотки, причем одна из этих обмоток выполнена с промежуточным отводом, одни конць пары обмоток каждой фазы вместе с промежуточным отводом одной из ее обмоток подключены к соответствующему выходному фазнОму выводу преобразовател  через клю-According to the main author. St. No. 868953 is known for a three-phase variable direct current voltage converter, containing a single-phase inverter, a transformer, the primary winding of which is connected to the output of the inverter, and the secondary through alternating current switches with the output terminals of the converter, each phase includes two parallel-connected secondary windings one of these windings is made with an intermediate tap, one end of a pair of windings of each phase together with an intermediate tap of one of its windings is connected to the corresponding one one phase connection of the transducer through the License keys

чи переменного тока, а другие концы пар обмоток каждой из фаз подключены к соответстЁующему соседнему вы- . ходному фазному выводу преобразова- тел  непосредственно. Выходное линейное напр жение имеет п тиступенчатую форму. Первые три ступени формируют путем подключени  к выходным выводам преобразовател  секций вторичных об-, моток, напр жени  ,на которых равны alternating current, and the other ends of the winding pairs of each of the phases are connected to the corresponding neighboring high-. to the input phase output of the transformers directly. Output linear voltage has a five-step form. The first three stages are formed by connecting to the output terminals of the converter of the sections of secondary ob-, coil, voltage, on which

10 соответственно амплитудам этих ступеней , а четвертые и п тые ступени формируют путем суммировани  напр же .НИИ секций двух фаз ГО ; Недостатком данного преобразова15 тел   вл етс  несинусоидальна  форма кривой выходного напр жени , в кото:рой содержатс  высшие гармоники с по р дковыми номерами п 17,19,35,37.« а коэффициент гармоник этого напр 20 жени  10,1%. Это приводит -к увели;чению потерь мощности в потребителе и необходимости установки выходных .фильтров, которые увеличивают массу 396 и габариты преобразовател , ухудшают КПД, быстродействие системы преобразователь-нагрузка , симметрию выходных напр жений,-жесткость внешней характеристики. Цель изобретени  - улучшение cneKt рального состава N-ступенчатой формы кривой выходного напр жени , где N число ступеней в полупериоде выходного напр жени , причем все дополнительные отводы че{)ез кш)чи переменного тока соединены выходным выводом данной фазы преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе посто нного напр жени  в трехфазное переменное одна из вторичных.обмоток каждой-фазы содержит дополнительно N/6-2, а друга  N/6-1 отводов при четном N и по М-9 отводов при нечетном N, где N - число ступеней в полупериоде выходного напр жени , причем все дополнительные отводы через ключи переменного тока соединены с выходным выводом данной фазы преобразовател . На фиг. 1 представлена схема преобразовател ; на фиг. 2 - формы напр жений на обмотках трансформатора, j временна  диаграмма импульсов управле ни  ключами и форма напр жени  на нагрузке дл  N 15. Трехфазный преобразователь содержит однофазный инвертор 1, выход ко .торого соединен с первичной обмоткой трансформатора 2, секции 3-7 вторичных обмоток которого через ключи 8-22 переменного тока соединены с выходными выводами преобразовател  А, В, С. В качестве ключей переменного тока Могут быть использованы симисторы, астречно-параллельно включенные тирис торы или транзисторы с диодами, транзисторы , включенные в диагонали посто нного тока диодных мостов. Рассматриваетс  работа преобразовател  на активно-индуктивную наг(эузку при формировании выходного линейного напр жени  с числом ступеней в полупериоде N 15 (фиг.2). Устройство работает следующим образом . Однофазный инвертор 1 работает на частоте, в 15 раз превышающей выходную ча.сто.ту преобразовател , и создает на обмотках трансформатора переменное напр жение,форма которого представлена на фиг. 2(о). Управление ключами осуществл етс  импульсами напр жени , диаграмма которых пред7 ,4 ставлена на фиг. 2((Г). Причем, импульсы , соответствующие графику 8, подаютс  на ключ 8, графику 9 на ключ 9 и т.д. Дл  получени  выходного напр жени  преобразовател , близкого по форме к синусоидальному, амплитуды его ступеней выбирают из услови  исключени  гармоник, близких к основной. При этом одна из. вторичных обмоток трансформатора каждой фазы , например, содержаща  секции 3 5 7, участвует в формировании нечетных ступеней линейного напр }хени   на интервалах О - 7Г/3, - каждого полупериода, а другие обмотки фаз, содержащие секции и 6 - в формировании нечетных ступеней линейного напр жени  на этих же интервалах. Дл  N 15 - фиг. 2(5). Напр жени  секци х 3- (Ucj,Uc7) св заны с амплитудами ступеней выходного линейного напр жени  (U -U..) следующим образом (Щго) (11; )0, C5 QcB--U r,SiH(S:/)Uj с исб-и впистп/зо}- , . C9Tr/30)--U5 где Цу, - амплитуда аппроксимирующей синусоиды, проход щей через середины горизонтальных участков ступеней (фиг. 2). в общемслучае при любом нечетном дл  получени  синусоидального закона изменени  амплитуд .ступеней числа витков секций первой и второй обмоток каждой фазы (W- , ), отсчитанные относительно одного из их , крайних выводов, должны быть св заны соответственно с общими числами витков каждой из обмоток (W, W/j) соотношени ми :,., .,Mf± ..-) -ErifiiS, SiMf Jgj.) где 1 1,2,3...дл  первой обмотки ; ,2,3...-: - дл  второй обмотки , ja при четном N эти соотношени  име |вид ,. .Mflil 41 -) sXf-isMf- ) N 1 194 I i,t.,j...-. л- 2. На интервалах у каждого по лупериода линейные напр жени  формируют путем суммировани  напр жени секций 3-7 двух фаз, например дл  N 15 - шестые, седьмые и восьмые ступени напр жени  0 формируют ел дующим образом (МГ спв)).стсв)сгСс) ), , 7(Ав) сл (Ь) c6tв) сДСО . ) -UcbC6 Jc5e8; cb(.c) 4u5 -: . Деи(дв).и-,(дЗ,,и амплитуды шес седьмой и вос мой ступеней л нейного напр ж ни ; напр жени  на С31в) С7(В) секци х с трет ей по седьмую фазы В; cгtc)c5(c1 напр жени  на секци х 3 , фазы С. Полупериод выходного напр жени  преобразовател  можно разбить на 15 равных интервалов. На первом интервале замыкают клю чи 8 и 22 (фиг. 2,6). Секци  3 фазы с напр жением U через ключ 8 и сек ции 3. J.S фазы С с юбщим напр жением Ug- через ключ 22 подключаетс  к выходным выводам преобразовател  А и.В, С и А соответственно. В результате формируютс  перва  положительна , шеста  отрицательна  и п т положительна  ступени линейных напр жений иду,, Ugt, UCA. 7 , 6 На вторбм интервале измен етс  пол рность напр жений на обмотках т трансформатора 2, замыкают ключи 9 и 21, и к тем же выходным выводам преобразовател  подключаютс  соответственно секци  4 фазы А с напр жением и через ключ 9 и секции 2 и фазы С с общим напр жением Ujj. через ключ 21. При этом формируютс  втора  положительна , седьма  отрицательна  и четверта  положительна  ступени напр жений Од, ( СА На третьем интервале вновь мен етс  пол рность напр жений на обмотках трансформатора, замыкают ключи 10 и 20. Секции 3 и 5 фазы А с общим , напр жением 1)3 через ключ 10 подключаютс  к выходным выводам А и В, а секции 3 и -5 фазы С через ключ 20 также с общим напр жением U - к выводам С и А. В результате формируютс  треть  положительна , восьма  отрицательна  и треть  положительна  ил., ц,, и. ступени напр жений U. , Ц, , гд« На следующих интервалах работа преобразовател  происходит аналогично в соответствии с диаграммой импульсов управлени  ключами. 8 результате работы преобразовател  на его выходе формируетс  трехфазное восьмиступенчатое напр жение (фиг. 2,-и). При соединении нагрузки звездой, фазные напр жени  имеют семиступенчатую форму с нулевой паузой и двойной длительностью средней ступени. Подключение любой ветви схемы с помощью ключей переменного тока обеспечивает возможность его прохождени  в двух направлени х и посто нство разности потенциалов фаз в течение каждого интервала. Это обуславливает работоспособность преобразовател  при любом коэффициенте мощности нагрузки с неизменной формой кривой выходного напр жени . Предлагаемый преобразователь по сравнению с прототипом имеет лучший спектральный состав формы кривой выходного напр жени . В рассмотренном случае при N 15 в выходном напр жении присутствуют высшие гармоники с пор дковыми номерами п 29, 31, 59,61..., а коэффициент гармоник этого напр жени  равен К 6,05% Достоинством предлагаемой схемы преоб-4 раз.овател   вл етс  также то, что она позвол ет значительно улучшить форму кривой выходного напр жени  без существенного усложнени  схемы. . .10, respectively, to the amplitudes of these steps, and the fourth and fifth steps are formed by summing up the voltage of the two sections of the HE phase; The disadvantage of this transform body is the non-sinusoidal shape of the output voltage curve, which contains higher harmonics with consecutive numbers 17,19,35,37. And the harmonic ratio of this voltage of 20 is 10.1%. This leads to increased power losses in the consumer and the need to install output filters, which increase the mass of the 396 and the dimensions of the converter, worsen the efficiency, the speed of the converter-load system, the symmetry of the output voltages, the stiffness of the external characteristic. The purpose of the invention is to improve the cnKt of the N-step output voltage waveform, where N is the number of steps in the half-cycle of the output voltage, with all additional taps from the alternating current connected to the output of this phase of the converter. The goal is achieved by the fact that in a DC to three-phase AC converter one of the secondary windings of each phase contains additional N / 6-2, and another N / 6-1 taps with even N and M-9 taps with odd N, where N is the number of steps in the half-cycle of the output voltage, with all additional taps connected to the output switches of this phase of the converter via AC switches. FIG. 1 shows a converter circuit; in fig. 2 - voltage waveforms on the transformer windings, j time diagram of the key controlled pulses and voltage form on the load for N 15. The three-phase converter contains a single-phase inverter 1, the output of the second is connected to the primary winding of the transformer 2, section 3-7 of the secondary windings through which keys 8-22 of alternating current are connected to the output terminals of the converter A, B, C. As alternating current keys can be used triacs, alternating-connected thyrisors or transistors with diodes, transistors, included in the diagonal DC diode bridges. Operation of the converter for active-inductive nag (euzku when forming the output linear voltage with the number of steps in the half-period N 15 (figure 2) is considered. The device works as follows. The single-phase inverter 1 operates at a frequency 15 times the output frequency. This converter generates an alternating voltage on the transformer windings, the shape of which is shown in Fig. 2 (o). The keys are controlled by voltage pulses, the diagram of which is preceded by 7,4, is shown in Fig. 2 ((D). Moreover, the pulses appropriate Graphics 8 are supplied to key 8, graphics 9 to key 9, etc. To obtain an output voltage converter, close in shape to a sinusoidal one, the amplitudes of its steps are chosen from the condition for excluding harmonics close to the main one. secondary windings of the transformer of each phase, for example, containing sections 3 5 7, participate in the formation of odd linear stages;} at intervals O - 7G / 3, each half-period, and the other phase windings containing sections and 6 - in the formation of odd linear stages voltage on the floor their same intervals. For N 15 - FIG. 2 (5). The voltages of the 3- (Ucj, Uc7) sections are related to the amplitudes of the output linear voltage steps (U -U ..) as follows (A) (11;) 0, C5 QcB - U r, SiH (S: / ) Uj with isb-and vistp / zo} -,. C9Tr / 30) - U5 where Tsu is the amplitude of the approximating sinusoid passing through the midpoints of the horizontal portions of the steps (Fig. 2). in general, for any odd to obtain a sinusoidal law of amplitude change. The steps of the number of turns of the sections of the first and second windings of each phase (W-,), counted relative to one of their extreme conclusions, should be associated respectively with the total numbers of turns of each of the windings ( W, W / j) ratios:,.,., Mf ± ..-) -ErifiiS, SiMf Jgj.) Where 1 1,2,3 ... for the first winding; , 2,3 ...-: - for the second winding, ja for even N, these relations have the form,. .Mflil 41 -) sXf-isMf-) N 1 194 I i, t., J ...-. l- 2. At intervals of each cycle, the linear voltages are formed by summing the voltages of sections 3-7 of two phases, for example, for N 15, the sixth, seventh and eighth steps of voltage 0 are formed in the following way (MG). ) sgCs)),, 7 (Av) cl (b) c6tc) with the CCES. ) -UcbC6 Jc5e8; cb (.c) 4u5 -:. Dei (dv) .i -, (ДЗ ,, and amplitudes of the seventh and eighth steps of the linear voltage; voltage at C31c) C7 (B) sections from the third to the seventh phase B; cttc) c5 (c1 voltage across sections 3, phase C. The half-period of the output voltage of the converter can be divided into 15 equal intervals. In the first interval, the keys 8 and 22 are closed (Fig. 2.6). Section 3 phases with voltage U through key 8 and section 3. JS of phase C with a flashing voltage Ug- through key 22 is connected to the output pins of converter A and B, C and A, respectively. As a result, the first positive, pole negative and voltage goes ,, Ugt, UCA. 7, 6 On the second interval, the polarity of the voltage on the windings changes t transformer 2, switches 9 and 21 are closed, and section 4 of phase A with voltage and through key 9 and section 2 and phase C with common voltage Ujj are connected to the same output terminals of the converter. positive, seventh negative and fourth positive voltage step Od, (CA In the third interval, the polarity of the voltage on the transformer windings changes again, closing switches 10 and 20. Sections 3 and 5 of phase A with common, voltage 1) 3 through a switch 10 are connected to the output pins A and B, and sections 3 and -5 phases C through switch 20 also with a common voltage U - to conclusions C and A. As a result, a third is formed positive, the eighth is negative, and a third is positive, C, and. voltage levels U., Ц,, гд “At the next intervals, the operation of the converter occurs similarly in accordance with the diagram of key control pulses. 8, as a result of the operation of the converter, a three-phase eight-step voltage is generated at its output (Fig. 2, -i). When the load is connected by a star, the phase voltages have a seven-step form with zero pause and double the average duration of the stage. Connecting any branch of the circuit using alternating current switches provides the possibility of its passage in two directions and the constant potential difference of the phases during each interval. This determines the efficiency of the converter at any load power factor with a constant output voltage curve. The proposed converter, in comparison with the prototype, has the best spectral composition of the shape of the output voltage curve. In the considered case, when N 15, the output voltage contains higher harmonics with the serial numbers n 29, 31, 59.61 ..., and the harmonic coefficient of this voltage is K 6.05%. The advantage of the proposed circuit is 4 times. It is also that it allows a significant improvement in the shape of the output voltage curve without significantly complicating the circuit. . .

При добавлении в каждой фазе преобразовател  одного отвода от одной из вторичных обмоток трансформатора и одного ключа переменного тока число ступеней в полупериоде увеличиваетс  на три, а номера каждой пары высших гармоник, присутствующих в этом напр жении увеличиваютс  ца 6i, где 1 1,2,3... номер пары гармоник. Увеличива  число выводов обмоток,, можно сформировать трехфазное напр жение с большим числом ступеней и получить без выходных фильтров практически синусоидальную форму.When a converter in one phase is added to one phase from one of the secondary windings of the transformer and one AC key, the number of steps in the half period increases by three, and the numbers of each pair of harmonics present in this voltage increase by 6i, where 1 1,2,3 ... the number of a pair of harmonics. By increasing the number of winding leads, it is possible to form a three-phase voltage with a large number of stages and to obtain an almost sinusoidal shape without output filters.

При этом уменьшаетс  масса и габариты за счет повышени  рабочей частоты трансформатора и исключени  выходных фильтров, .повышаетс  КПД и быстродействие, улучшаетс  симметри  выходных напр жений и независимостью их от величины и характера нагрузки за счет исключени  выходных фильтров. Отсутствие последних ;исключает также возможные автоколебани  в системе преобразователь-нагрузка . Кроме этого, более полно компенсируетс  реактивна  мощность нагрузки . Критический коэффициент мощности нагрузки; до которого происходит полна  компенсаци  реактивнойThis reduces the mass and dimensions by increasing the operating frequency of the transformer and eliminating output filters, increases efficiency and speed, improves the symmetry of the output voltages and their independence from the magnitude and nature of the load by eliminating the output filters. The absence of the latter; also eliminates possible auto-oscillations in the converter-load system. In addition, reactive load power is more fully compensated. Critical load power factor; up to which full reactive compensation takes place

мощности, мину  источник посто нного входного напр жени , снижаетс  до созЧц ри 0,105 при N 15 вместоpower, the source of constant input voltage, decreases to 0.105 with N 15 instead of

COS if.Cos if.

0,175 в прототипе. При0,175 in the prototype. With

дальнейшем увеличении N коэффициент собЧнкр стремитс  к нулю.As the N increases further, the coefficient CCrc tends to zero.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 868953, кл. Н 02 М , 1979. лпn. П n1. USSR author's certificate No. 868953, cl. H 02 M, 1979. lpn. N n
SU813248281A 1981-02-19 1981-02-19 Dc vl-to-three phase ac voltage converter SU964917A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813248281A SU964917A2 (en) 1981-02-19 1981-02-19 Dc vl-to-three phase ac voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813248281A SU964917A2 (en) 1981-02-19 1981-02-19 Dc vl-to-three phase ac voltage converter

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU868953 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU964917A2 true SU964917A2 (en) 1982-10-07

Family

ID=20943173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813248281A SU964917A2 (en) 1981-02-19 1981-02-19 Dc vl-to-three phase ac voltage converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU964917A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2762829C1 (en) * 2021-07-05 2021-12-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Dc voltage converter into quasi-sinusoidal three-phase voltage with increased power

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2762829C1 (en) * 2021-07-05 2021-12-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Dc voltage converter into quasi-sinusoidal three-phase voltage with increased power

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW353244B (en) Power converter and power converting method
US5168437A (en) Phase displaced, multiple inverter bridge circuits with waveform notching for harmonic elimination
JP2543877B2 (en) Power converter
SU964917A2 (en) Dc vl-to-three phase ac voltage converter
JPH07322634A (en) Control method of inverter and inverter device
RU195700U1 (en) SEMICONDUCTOR CONVERTER
SU826496A1 (en) Dc insert
SU868953A1 (en) Dc voltage-to-three-phase ac voltage converter
RU2071632C1 (en) Device to control three-phase voltage
SU983942A1 (en) Dc voltage to three-phase ac voltage converter
SU1156227A2 (en) Converter of d.c.voltage to quasi-sinusoidal three-phase voltage
SU917283A1 (en) Dc-to-three-phase ac voltage converter
RU2762829C1 (en) Dc voltage converter into quasi-sinusoidal three-phase voltage with increased power
SU944027A1 (en) Dc voltage-to-three-phase ac voltage converter
GB2175757A (en) Power controlled 3-phase rectifier DC supply
SU980235A2 (en) Dc vl-to-three phase ac voltage converter
SU993411A1 (en) Dc voltage to three-phase quasisinusoidal voltage converter
SU1179496A1 (en) Direct frequency converter
SU936313A1 (en) Dc voltage-to-three-phase ac voltage converter
SU1037394A2 (en) D.c. voltage to three-phase sine voltage converter
SU1436235A1 (en) Direct frequency doubler
SU877747A1 (en) Dc voltage-to-quasisinusoidal ac voltage converter
SU880809A1 (en) Method of converting alternative-current energy to direct-current energy and apparatus for performing same
SU900382A1 (en) Ac-to-dc voltage converter
JPH10290568A (en) Multiplex pulse width modulation cycloconverter and control method therefor